内容正文:
课时2 气体摩尔体积
目标与素养:1.了解气体摩尔体积的概念。(宏观辨识)2.了解物质的量、气体摩尔体积、体积之间的关系。(变化观念)3.理解阿伏加德罗定律及其推论。(证据推理)4.掌握物质的量在化学方程式计算中的应用。(变化观念)
一、物质体积的决定因素
微点拨:气体的体积不但与物质的量有关,而且与温度和压强有关,描述或判断一定物质的量的气体的体积时,必须指明相关的温度和压强。
二、气体摩尔体积
1.气体摩尔体积
(1)概念:在一定的温度和压强下,单位物质的量的气体所占的体积。
(2)符号:Vm。
(3)单位:L·mol-1和m3·mol-1。
(4)物质的量、气体的体积与气体摩尔体积之间的关系:n=。
2.标准状况下气体的摩尔体积
(1)标准状况的含义:温度为0 ℃、压强为101 kPa。
(2)标准状况下气体的摩尔体积约为22.4 L·mol-1。
三、阿伏加德罗定律
1.内容:在同温同压下,相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。
2.内容总结:“三同”定“一同”
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)通常状况下的气体摩尔体积约为22.4 L。
( )
(2)标准状况下,36 g水的体积约为44.8 L。
( )
(3)1 mol任何气体所含分子数都相等,体积也都约为22.4 L。
( )
(4)在同温同压下,相同体积的任何气体单质所含原子数目相同。
( )
[答案] (1)× (2)× (3)× (4)×
2.在标准状况下,决定1 mol不同物质体积大小的主要因素可能是( )
①微粒的大小 ②微粒的数目 ③微粒间的距离
A.① B.②或③ C.①或③
D.③
C [由于1 mol不同物质的微粒数目已确定,故决定因素是微粒的大小或微粒间距。]
3.同温同压下,相同质量的下列气体占有的体积最大的是( )
A.H2
B.O2
C.CH4
D.CO2
A [摩尔质量:CO2>O2>CH4>H2,由n=m/M可知,质量相等的气体,物质的量:CO2<O2<CH4<H2,同温同压下,气体的体积之比等于其物质的量之比,故氢气占有的体积最大。]
气体摩尔体积的适用条件及相关计算
1.气体摩尔体积的适用条件
(1)标准状况(0 ℃、1.01×105 Pa)。
(2)物质在标准状况下为气体,若不是气体或非标准状况均不能用22.4 L·mol-1进行计算。
(3)气体可以是单一气体也可以是混合气体。
2.标准状况下,气体摩尔体积的相关计算
(1)气体的物质的量n=。
(2)气体的密度ρ=。
==
(3)气体的分子数N=n·NA=·NA。
(4)气体的质量m=n·M=·M。
【典例1】 下列说法正确的是( )
A.0.5 mol H2所占的体积为11.2 L
B.标准状况下,6.02×1023个分子所占的体积约是22.4 L
C.标准状况下,1 mol H2O的体积约为22.4 L
D.标准状况下,28 g N2体积约是22.4 L
D [A项中没有说明是否在标准状况下,故0.5 mol H2的体积不一定为11.2 L;B项中没有说明微粒的状态,若该微粒为固态或液态,标准状况下1 mol分子所占体积不是22.4 L;C项中标准状况下水不是气态;D项中N2的摩尔质量为28 g·mol-1,28 g N2为1 mol,故标准状况下体积约为22.4 L。]
(1)若0.5 mol H2所占的体积为11.2 L,则一定是标准状况下吗? 。
(2)标准状况下,28 g N2和CO的混合气体的体积约是 。
[答案] (1)不一定 (2)22.4 L
1.用NA表示阿伏加德罗常数的值,则下列说法正确的是( )
A.常温常压下,22.4 L CO2中含有NA个CO2分子
B.标准状况下,4.48 L CO含有0.2NA个原子
C.22.4 L Cl2中含有NA个Cl2分子
D.标准状况下,1.12 L O2和1.12 L CO2均含0.1NA个氧原子
D [A项,常温常压下,22.4 L CO2的物质的量不是1 mol;B项,因CO为双原子分子,故应含有0.4NA个原子;C项未指明标准状况;D项,标准状况下,1.12 L气体物质的量为0.05 mol,一分子O2和CO2中均含2个氧原子,则氧原子的个数均为0.1NA。]
2.计算填空
34.0 g氨气的物质的量是 ,标准状况下氨气的体积是 ,所含的氨气分子数约是 个。
[解析] 根据气体相关计算公式n=(标准状况)可知:==
n(NH3)==2 mol;V(NH3)=n(NH3)·Vm=2 mol×22.4 L·mol-1=44.8 L;N(NH3)